Python里的多重继承

╰+攻爆jí腚メ 2021-11-22 09:28 377阅读 0赞

继承是面向对象编程的一个重要的方式，因为通过继承，子类就可以扩展父类的功能。  
回忆一下`Animal`类层次的设计，假设我们要实现以下4种动物：  
![在这里插入图片描述][20190725101203429.png]  
如果按照哺乳动物和鸟类归类，我们可以设计出这样的类的层次：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
但是如果按照“能跑”和“能飞”来归类，我们就应该设计出这样的类的层次：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
如果要把上面的两种分类都包含进来，我们就得设计更多的层次：  
![在这里插入图片描述][20190725101902113.png]  
这么一来，类的层次就复杂了：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
如果要再增加“宠物类”和“非宠物类”，这么搞下去，类的数量会呈指数增长，很明显这样设计是不行的。

正确的做法是采用多重继承。首先，主要的类层次仍按照哺乳类和鸟类设计：

class Animal(object):
        pass
    
    # 大类:
    class Mammal(Animal):
        pass
    
    class Bird(Animal):
        pass
    
    # 各种动物:
    class Dog(Mammal):
        pass
    
    class Bat(Mammal):
        pass
    
    class Parrot(Bird):
        pass
    
    class Ostrich(Bird):
        pass

现在，我们要给动物再加上`Runnable`和`Flyable`的功能，只需要先定义好`Runnable`和`Flyable`的类：

class Runnable(object):
        def run(self):
            print('Running...')
    
    class Flyable(object):
        def fly(self):
            print('Flying...')

对于需要`Runnable`功能的动物，就多继承一个`Runnable`，例如`Dog`：

class Dog(Mammal, Runnable):
        pass

对于需要`Flyable`功能的动物，就多继承一个`Flyable`，例如`Bat`：

class Bat(Mammal, Flyable):
        pass

通过多重继承，一个子类就可以同时获得多个父类的所有功能。

**MixIn**（多重继承）  
在设计类的继承关系时，通常，主线都是单一继承下来的，例如，`Ostrich`继承自`Bird`。但是，如果需要“混入”额外的功能，通过多重继承就可以实现，比如，让`Ostrich`除了继承自`Bird`外，再同时继承`Runnable`。这种设计通常称之为MixIn。

为了更好地看出继承关系，我们把`Runnable`和`Flyable`改为`RunnableMixIn`和`FlyableMixIn`。类似的，你还可以定义出肉食动物`CarnivorousMixIn`和植食动物`HerbivoresMixIn`，让某个动物同时拥有好几个MixIn：

class Dog(Mammal, RunnableMixIn, CarnivorousMixIn):
        pass

MixIn的目的就是给一个类增加多个功能，这样，在设计类的时候，我们优先考虑通过多重继承来组合多个MixIn的功能，而不是设计多层次的复杂的继承关系。

Python自带的很多库也使用了MixIn。举个例子，Python自带了`TCPServer`和`UDPServer`这两类网络服务，而要同时服务多个用户就必须使用多进程或多线程模型，这两种模型由`ForkingMixIn`和`ThreadingMixIn`提供。通过组合，我们就可以创造出合适的服务来。

比如，编写一个多进程模式的TCP服务，定义如下：

class MyTCPServer(TCPServer, ForkingMixIn):
        pass  //pass是什么都不做的意思

编写一个多线程模式的UDP服务，定义如下：

class MyUDPServer(UDPServer, ThreadingMixIn):
        pass

如果你打算搞一个更先进的协程模型，可以编写一个`CoroutineMixIn`：

这样一来，我们不需要复杂而庞大的继承链，只要选择组合不同的类的功能，就可以快速构造出所需的子类。

### 小结 ###

由于Python允许使用多重继承，因此，MixIn就是一种常见的设计。

只允许单一继承的语言（如Java）不能使用MixIn的设计。

本文转载自：[https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017502939956896][https_www.liaoxuefeng.com_wiki_1016959663602400_1017502939956896]

[20190725101203429.png]: /images/20211122/646ed764a7934b528a30bc1d4ab636ad.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211122/bd60dab458a8459caf866d5230f3a33c.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211122/a3964f16ceb84241a2f4e2f9ef38c7a1.png
[20190725101902113.png]: /images/20211122/4a7d9170aae442b5a2b4bcd61c9942b1.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMjQxOTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20211122/e282354006dc432b93ffa9e37597caf4.png
[https_www.liaoxuefeng.com_wiki_1016959663602400_1017502939956896]: https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017502939956896